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JP2005345260A - Plane interference measurement method and plane interference measurement apparatus - Google Patents

Plane interference measurement method and plane interference measurement apparatus Download PDF

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JP2005345260A
JP2005345260A JP2004165254A JP2004165254A JP2005345260A JP 2005345260 A JP2005345260 A JP 2005345260A JP 2004165254 A JP2004165254 A JP 2004165254A JP 2004165254 A JP2004165254 A JP 2004165254A JP 2005345260 A JP2005345260 A JP 2005345260A
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Japan
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measured
data
measurement
reference surface
measurement data
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JP2004165254A
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Akira Terao
亮 寺尾
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Canon Inc
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Abstract

【課題】干渉計の大口径の参照面を複雑で大型のステージ機構を用いることなく簡易に校正し、特に長尺な被測定面の全面形状を、分割測定データのつなぎ合わせによって高精度に復元することのできる平面干渉計測装置を実現する。
【解決手段】参照面21に対向する被測定物3の被測定面31を長手方向に2つの異なるシフト量でステージ5によって移動させ、原点位置と第1および第2のシフト位置でそれぞれ得られた干渉計1の測定データを用いて参照面21の全面形状を校正する参照面校正データを演算し、コンピュータ6に保存する。次いで被測定面31を長手方向に分割して参照面21に対向させ、干渉計1による複数の分割測定データを得て、それぞれ参照面校正データによって校正し、校正された分割測定データをつなぎ合わせて被測定面31の全面形状を表わす形状データを得る。
【選択図】図1
[PROBLEMS] To easily calibrate a large-diameter reference surface of an interferometer without using a complicated and large stage mechanism, and to restore the entire shape of a particularly long surface to be measured with high accuracy by joining divided measurement data. A planar interference measuring apparatus capable of performing the above is realized.
A measurement surface 31 of a measurement object 3 facing a reference surface 21 is moved by a stage 5 with two different shift amounts in the longitudinal direction and obtained at an origin position and first and second shift positions, respectively. The reference surface calibration data for calibrating the entire shape of the reference surface 21 is calculated using the measured data of the interferometer 1 and stored in the computer 6. Next, the surface to be measured 31 is divided in the longitudinal direction so as to be opposed to the reference surface 21, a plurality of divided measurement data obtained by the interferometer 1 is obtained, each calibrated with reference surface calibration data, and the calibrated divided measurement data are joined together. Thus, shape data representing the entire shape of the surface to be measured 31 is obtained.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、干渉計を用いて高精度な表面形状を計測するための平面干渉計測方法および平面干渉計測装置に関するものである。   The present invention relates to a planar interference measuring method and a planar interference measuring apparatus for measuring a highly accurate surface shape using an interferometer.

干渉計の測定範囲より長手方向の寸法が大きな被測定面を測る場合、参照面に対して被測定面を長手方向に移動させて分割測定結果同士が重複するように分割して測定を行い、重複する領域の結果を差分することにより、分割測定時に発生するティルトを除去し、全面形状を復元する方法がある。この方法では分割測定結果同士が重複する領域においては同じ形状を測定しているという前提につなぎ合わせの処理を行っている。しかしながら、干渉計の参照面の形状が絶対平面からずれていると、その形状によりつなぎ合わせの精度が劣化するという問題がある。   When measuring a surface to be measured whose longitudinal dimension is larger than the measurement range of the interferometer, move the surface to be measured in the longitudinal direction with respect to the reference surface and perform measurement by dividing the measurement results so that they overlap each other. There is a method of restoring the entire shape by removing the tilt generated during the division measurement by subtracting the results of the overlapping regions. In this method, the joining process is performed on the premise that the same shape is measured in the region where the divided measurement results overlap. However, if the shape of the reference surface of the interferometer is deviated from the absolute plane, there is a problem that the joining accuracy deteriorates due to the shape.

例えば、図5の(a)に示すような参照面120を用いて長尺の被測定面110の表面形状の分割測定を行うと、同図の(b)に示すように、被測定面110の測定形状111が参照面120の傾斜部120aのために特につなぎ合わせる長手方向に著しい誤差をもってしまう。そこで、計測装置の参照面120を平面に校正する参照面校正データが必要となる。   For example, when split measurement of the surface shape of the long measurement surface 110 is performed using the reference surface 120 as shown in FIG. 5A, the measurement surface 110 is shown in FIG. This measurement shape 111 has a significant error in the longitudinal direction to be joined particularly because of the inclined portion 120a of the reference surface 120. Therefore, reference surface calibration data for calibrating the reference surface 120 of the measuring apparatus to a flat surface is required.

図4は、従来の平面を校正する方法の1例として非特許文献1の1137Pに紹介されている方法を示すもので、同図の(a)はトワイマン・グリーン型の干渉計であり、光源101から発せられるレーザ光はレンズ102を通り平行光となりビームスプリッタ103により被測定面側と参照面側に分離される。被測定面104と参照面105で反射された光は再びビームスプリッタ103に戻り、被測定面104と参照面105の反射光を干渉させて、その干渉光をCCDカメラ107で受光する。参照面105は微小駆動機構106を用いて光軸方向に微小に動かすことによりフリンジスキャンを行い、被測定面104の高さ情報を得ることができる。CCDカメラ107はCCD素子がアレイ状に配列されているので、CCDカメラ107のi行j列のCCD素子で得られた高さ情報を以後m(i、j)と表すものとする。   FIG. 4 shows a method introduced in 1137P of Non-Patent Document 1 as an example of a conventional method for calibrating a plane. FIG. 4A shows a Twiman-Green type interferometer, The laser light emitted from 101 passes through the lens 102 and becomes parallel light, which is separated by the beam splitter 103 into the measured surface side and the reference surface side. The light reflected by the surface to be measured 104 and the reference surface 105 returns to the beam splitter 103 again, the reflected light from the surface to be measured 104 and the reference surface 105 interferes, and the interference light is received by the CCD camera 107. The reference surface 105 can be moved in the direction of the optical axis by using the minute driving mechanism 106 to perform a fringe scan, and the height information of the measured surface 104 can be obtained. Since the CCD elements of the CCD camera 107 are arranged in an array, the height information obtained by the CCD elements of the i rows and j columns of the CCD camera 107 is hereinafter expressed as m (i, j).

参照面105の形状を分離するために被測定面104を直交するX、Y軸の2軸方向に駆動するXYステージ108を用いて、図4の(b)に示すようにX方向にDx、その後Y方向にDy、さらにX方向に−Dx、それぞれ、104(A)から104(B)、104(C)、104(D)で示す位置へシフトさせて4面の測定データを得る。X方向およびY方向のシフト量Dx、DyはCCDカメラ107の1ピクセルの長さpの整数倍となるような量である。   In order to separate the shape of the reference surface 105, an XY stage 108 that drives the surface to be measured 104 in two directions of the X and Y axes orthogonal to each other is used, as shown in FIG. Thereafter, Dy in the Y direction and -Dx in the X direction are shifted to positions indicated by 104 (A) to 104 (B), 104 (C), and 104 (D), respectively, to obtain measurement data for four surfaces. The shift amounts Dx and Dy in the X direction and the Y direction are amounts that are integral multiples of the length p of one pixel of the CCD camera 107.

以下の式(1)、式(2)はDx、Dyとpの関係を表している。   The following formulas (1) and (2) represent the relationship between Dx, Dy and p.

Dx=Jp ・・・(1)
Dy=Kp ・・・(2)
ここで、JおよびKは、被測定面をDx、DyだけシフトさせたときにCCDカメラ上ではJピクセルおよびKピクセルだけシフトしていることを意味する。
Dx = Jp (1)
Dy = Kp (2)
Here, J and K mean that when the surface to be measured is shifted by Dx and Dy, they are shifted by J pixels and K pixels on the CCD camera.

得られた4面の測定データを式(3)、式(4)、式(5)、式(6)に示す。   The obtained measurement data of the four surfaces are shown in Equation (3), Equation (4), Equation (5), and Equation (6).

1 (j、k)=f(j、k)−R(j、k) ・・・(3)
2 (j、k)=f(j+J、k)−R(j、k)+Ap2j+Ar2k ・・・(4)
3 (j、k)=f(j+J、k+K)−R(j、k)+Ap3j+Ar3k ・・(5)
4 (j、k)=f(j、k+K)−R(j、k)+Ap4j+Ar4k ・・・(6)
m 1 (j, k) = f (j, k) −R (j, k) (3)
m 2 (j, k) = f (j + J, k) −R (j, k) + A p2 j + A r2 k (4)
m 3 (j, k) = f (j + J, k + K) −R (j, k) + A p3 j + A r3 k (5)
m 4 (j, k) = f (j, k + K) −R (j, k) + A p4 j + A r4 k (6)

1 、m2 、m3 、m4 は各面の測定データ、f(j、k)は被測定面の形状、R(j、k)は参照面の形状、Ap2、Ap3、Ap4はシフトにより生じるX方向の被測定面の傾きを表す係数、Ar2、Ar3、Ar4はシフトにより生じるY方向の被測定面の傾きを表す係数であり、これらは、非特許文献1の1137Pに開示された方法で求めることができる。求められたAp2、Ap3、Ap4およびAr2、Ar3、Ar4を用いて式(4)〜(6)における被測定面のX方向の傾きおよびY方向の傾きの影響を除去したものを式(7)、式(8)、式(9)、式(10)に示す。 m 1 , m 2 , m 3 , m 4 are measurement data of each surface, f (j, k) is the shape of the surface to be measured, R (j, k) is the shape of the reference surface, A p2 , A p3 , A p4 is a coefficient representing the inclination of the measurement surface in the X direction caused by the shift, and A r2 , A r3 , and A r4 are coefficients representing the inclination of the measurement surface in the Y direction caused by the shift. No. 1137P. Using the obtained A p2 , A p3 , A p4 and A r2 , A r3 , A r4 , the influence of the inclination in the X direction and the inclination in the Y direction of the measured surface in the equations (4) to (6) was removed. These are shown in Formula (7), Formula (8), Formula (9), and Formula (10).

1e(j,k)=f(j、k)−R(j、k) ・・・(7)
2e(j,k)=f(j+J、k)−R(j、k) ・・・(8)
3e(j,k)=f(j+J、k+K)−R(j、k) ・・・(9)
4e(j,k)=f(j、k+K)−R(j、k) ・・(10)
式(7)〜(10)を用いて式(11)を得る。
m 1e (j, k) = f (j, k) −R (j, k) (7)
m 2e (j, k) = f (j + J, k) −R (j, k) (8)
m 3e (j, k) = f (j + J, k + K) −R (j, k) (9)
m 4e (j, k) = f (j, k + K) −R (j, k) (10)
Expression (11) is obtained using Expressions (7) to (10).

Figure 2005345260
よって式(11)を式(12)のように面積分を行えば被測定面の形状を求めることができる。
Figure 2005345260
Therefore, the shape of the surface to be measured can be obtained by dividing the area of Equation (11) as shown in Equation (12).

Figure 2005345260
式(12)の面積分は公知の数値積分法を用いれば計算することができる。被測定面の形状から参照面の形状を求めることができ、参照面の形状の校正が可能となる。
精密工学会誌 Vol.64,No.8、1137P
Figure 2005345260
The area of Expression (12) can be calculated by using a known numerical integration method. The shape of the reference surface can be obtained from the shape of the surface to be measured, and the shape of the reference surface can be calibrated.
Journal of Precision Engineering Vol. 64, no. 8, 1137P

しかしながら、従来の方法を大口径の参照面を有しかつ参照面より長手方向のみに大きい被測定面を測る平面干渉計に適用しようとすると、前述のように直交する2軸方向のステージが必須であるため装置が必要以上に大型化し、コストが高くなる。あるいは、参照面と被測定面の2次形状の分離が不可能で参照面が校正できずにそのまま測定誤差として残留してしまうという未解決の課題がある。   However, if the conventional method is applied to a planar interferometer that has a large-diameter reference surface and measures a surface to be measured that is larger in the longitudinal direction than the reference surface, a stage in two orthogonal directions as described above is essential. Therefore, the apparatus becomes larger than necessary and the cost is increased. Alternatively, there is an unsolved problem that the secondary shape of the reference surface and the surface to be measured cannot be separated and the reference surface cannot be calibrated and remains as a measurement error.

本発明は、上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、簡便な方法で大口径の参照面形状を長手方向に精度よく校正し、特に長尺な表面形状の測定を極めて高精度に行うことのできる安価で高性能な平面干渉計測方法および平面干渉計測装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above-mentioned unsolved problems of the prior art, and calibrates a large-diameter reference surface shape in the longitudinal direction with a simple method, and particularly measures a long surface shape. It is an object of the present invention to provide a low-cost and high-performance plane interference measurement method and a plane interference measurement apparatus capable of performing the above-mentioned with extremely high accuracy.

本発明の平面干渉計測方法は、長尺な被測定面の表面形状を参照面との間の光路差によって計測する平面干渉計測方法であって、被測定面を長手方向に所定の原点位置から異なるシフト量で第1および第2のシフト位置へステップ移動させ、前記原点位置および各シフト位置においてそれぞれ得られた被測定面の測定データを用いて参照面の全面形状を分離し参照面校正データを演算する第1の工程と、被測定面を長手方向に分割して参照面に対向させ光路差による複数の分割測定データを得る第2の工程と、複数の分割測定データをそれぞれ参照面校正データによって校正し、長手方向につなぎ合わせて被測定面の全面形状を表す形状データを得る第3の工程と、を有することを特徴とする。   The planar interference measurement method of the present invention is a planar interference measurement method for measuring the surface shape of a long measurement surface by an optical path difference from a reference surface, and the measurement surface is measured from a predetermined origin position in the longitudinal direction. The reference plane calibration data is obtained by stepping the first and second shift positions with different shift amounts, separating the entire shape of the reference surface using the measurement data of the measured surface obtained at the origin position and each shift position, respectively. A second step of dividing the surface to be measured in the longitudinal direction so as to face the reference surface and obtaining a plurality of divided measurement data based on the optical path difference, and calibrating the plurality of divided measurement data respectively. And a third step of obtaining shape data representing the entire shape of the surface to be measured by calibrating with the data and joining in the longitudinal direction.

また、前記第1の工程において、第1および第2のシフト位置において得られる被測定面の測定データのうち、一方の測定データから参照面の全面形状のうちの2次形状のみを分離し、さらに他方の測定データから参照面の全面形状のうちの3次以上の形状を分離するとよい。   In the first step, among the measurement data of the measurement surface obtained at the first and second shift positions, only the secondary shape of the entire shape of the reference surface is separated from one measurement data, Furthermore, it is preferable to separate a tertiary or higher shape of the entire shape of the reference surface from the other measurement data.

本発明の平面干渉計測装置は、被測定物を支持するステージと、前記ステージを少なくとも長手方向へ移動させる駆動手段と、前記被測定物の被測定面に対向する参照面と前記被測定面の間の光路差を計測する干渉計と、前記参照面の全面形状を校正する参照面校正データを保存し、前記干渉計の測定データを前記参照面校正データによって補正する演算手段を有し、前記参照面校正データが、前記ステージを前記長手方向に所定の原点位置から異なるシフト量で第1および第2のシフト位置へステップ移動させ、各位置において得られた前記干渉計の測定データを用いて演算されたことを特徴とする。   The planar interference measuring apparatus of the present invention includes a stage for supporting an object to be measured, drive means for moving the stage at least in the longitudinal direction, a reference surface facing the surface to be measured of the object to be measured, and the surface to be measured. An interferometer for measuring an optical path difference between the interferometer, reference surface calibration data for calibrating the entire shape of the reference surface, and calculating means for correcting the measurement data of the interferometer with the reference surface calibration data, Reference plane calibration data uses the interferometer measurement data obtained at each position by step-moving the stage in the longitudinal direction from the predetermined origin position to the first and second shift positions with different shift amounts. It is calculated.

参照面に対して被測定面を長手方向にステップ移動させて、原点位置と、シフト量の異なる第1および第2のシフト位置でそれぞれ得られた測定データに基づいて参照面校正データを演算する。参照面校正データを求めるために2次元的に移動する大型のステージ装置を必要とすることなく、安価で高性能な平面干渉計測装置を実現できる。また、第1および第2のシフト位置で得られた測定データのうち、一方の測定データから参照面の2次形状のみを分離し、また他方の測定データから参照面の3次以上の形状を分離し参照面校正データを演算することにより参照面校正データを精度よく求めることで高精度な平面干渉計測装置を実現できる。   The surface to be measured is stepped in the longitudinal direction with respect to the reference surface, and the reference surface calibration data is calculated based on the measurement data obtained at the origin position and the first and second shift positions having different shift amounts. . An inexpensive and high-performance planar interference measuring device can be realized without requiring a large stage device that moves two-dimensionally in order to obtain reference plane calibration data. Further, among the measurement data obtained at the first and second shift positions, only the secondary shape of the reference surface is separated from one measurement data, and the shape of the third or higher order of the reference surface is determined from the other measurement data. By obtaining the reference plane calibration data with accuracy by separating and calculating the reference plane calibration data, a highly accurate planar interference measuring apparatus can be realized.

図1に示すように、干渉計1から出射するレーザ光を、参照面21を有する参照平面板2を経て被測定面31によって反射させることにより干渉縞を得る。さらに微小駆動機構4によって参照面21を微小に動かすことによりフリンジスキャンを行い参照面21の形状を含んだ被測定面31の形状データを得る。まず、後述する工程で参照面21の形状を校正するための参照面校正データを求めたうえで、干渉計1の測定範囲を図示しない駆動手段を有するステージ5によって長手方向に移動させ、被測定物3の被測定面31を長手方向に分割して計測する。このようにして得られた複数の分割測定データを、コンピュータ6の演算手段においてそれぞれ前述の参照面校正データを用いて校正し、長手方向につなぎ合わせて全面形状を復元する。   As shown in FIG. 1, the interference fringes are obtained by reflecting the laser light emitted from the interferometer 1 through the reference plane plate 2 having the reference surface 21 and by the measured surface 31. Further, by performing a fringe scan by moving the reference surface 21 minutely by the minute driving mechanism 4, shape data of the measured surface 31 including the shape of the reference surface 21 is obtained. First, after obtaining reference surface calibration data for calibrating the shape of the reference surface 21 in a process described later, the measurement range of the interferometer 1 is moved in the longitudinal direction by a stage 5 having a driving means (not shown) to be measured. The measurement surface 31 of the object 3 is divided in the longitudinal direction and measured. The plurality of divided measurement data obtained in this way are calibrated by the calculation means of the computer 6 using the above-described reference plane calibration data, and are connected in the longitudinal direction to restore the entire shape.

参照面校正データを得る工程は以下のように行われる。まず、図2に実線で示す原点位置である測定位置における被測定面31(A)を測定して得られた測定データAと、その位置から破線で示す測定位置(第1のシフト位置)へステージ5を長手方向すなわちX方向に駆動し、姿勢誤差が充分小さいとみなせる微小なシフト量Δxだけシフトさせた被測定面31(B)を測定して得られた測定データBと、さらに大きなシフト量Sxだけシフトさせて二点鎖線で示す測定位置(第2のシフト位置)で得られた被測定面31(C)の測定データCとを用いて、測定データAと測定データBの差分と測定データAと測定データCの差分を多項式にフィッティングすることにより、大口径の参照面21の全面形状を求めて参照面校正データとしてコンピュータ6に記憶させる。   The step of obtaining reference plane calibration data is performed as follows. First, measurement data A obtained by measuring the measured surface 31 (A) at the measurement position, which is the origin position indicated by the solid line in FIG. 2, and from that position to the measurement position (first shift position) indicated by the broken line. Measurement data B obtained by driving the stage 5 in the longitudinal direction, that is, the X direction, and measuring the measured surface 31 (B) shifted by a minute shift amount Δx that can be regarded as a sufficiently small posture error, and a larger shift The difference between the measurement data A and the measurement data B is obtained by using the measurement data C of the measurement surface 31 (C) obtained by shifting the amount Sx and measuring at the measurement position (second shift position) indicated by the two-dot chain line. By fitting the difference between the measurement data A and the measurement data C into a polynomial, the entire shape of the large-diameter reference surface 21 is obtained and stored in the computer 6 as reference surface calibration data.

そして、被測定物3を被測定面31の長手方向にステップ移動させて被測定面31を分割測定し、得られた分割測定データから前記工程で得られた参照面21の全面形状を減算する。このように参照面校正データによって校正したうえで、分割測定データ同士重複する領域を基に分割測定データ同士をつなぎ合わせて、全面形状としてコンピュータ6の画面に出力する。   Then, the object to be measured 3 is moved stepwise in the longitudinal direction of the surface to be measured 31, the surface to be measured 31 is divided and measured, and the entire shape of the reference surface 21 obtained in the above process is subtracted from the obtained divided measurement data. . Thus, after calibrating with reference surface calibration data, based on the area | region which division measurement data overlaps, division measurement data are connected and it outputs to the screen of the computer 6 as a whole surface shape.

大型のステージや複雑な駆動機構を用いることなく、大口径の参照面を長手方向に精度よく校正することが可能であり、干渉計の測定範囲を長手方向に越えるような被測定面を分割測定してつなぎ合わせる際のつなぎ合わせ精度を大幅に向上させることができる。これによって、長尺な被測定面の全面形状を精度よく計測できる安価でしかも高性能な平面干渉計測装置を実現できる。   A large-diameter reference surface can be accurately calibrated in the longitudinal direction without using a large stage or complicated drive mechanism, and the measurement surface that exceeds the measurement range of the interferometer in the longitudinal direction can be divided and measured. Thus, the joining accuracy when joining can be greatly improved. As a result, an inexpensive and high-performance planar interference measuring device capable of accurately measuring the entire shape of the long measurement surface can be realized.

図1はフィゾー型の干渉計1とステージ5を組み合わせた平面干渉計測装置であり、干渉計1から出射された光波は参照平面板2に入射し参照平面板2の参照面21から反射される光波を参照波面とし、参照面21を透過した光波は被測定物3の被測定面31を反射して、再び参照平面板2を通る被測定波面とする。微小駆動機構4により参照平面板2を微小に動かすことにより、フリンジスキャンを行い、参照波面と被測定波面の干渉縞から参照面21の形状を含んだ被測定面31の形状データをコンピュータ6に取り込み保存する。   FIG. 1 shows a planar interference measuring apparatus in which a Fizeau interferometer 1 and a stage 5 are combined. A light wave emitted from the interferometer 1 enters a reference plane plate 2 and is reflected from a reference surface 21 of the reference plane plate 2. The light wave is used as a reference wavefront, and the light wave that has passed through the reference surface 21 is reflected from the measurement surface 31 of the object 3 to be measured, and becomes a measurement wavefront that passes through the reference plane plate 2 again. The reference plane plate 2 is moved minutely by the minute driving mechanism 4 to perform a fringe scan, and the shape data of the measured surface 31 including the shape of the reference surface 21 from the interference fringes between the reference wavefront and the measured wavefront are transferred to the computer 6. Import and save.

ステージ5により被測定物3を長手方向に移動させて分割測定を行う。分割測定により得られた複数の分割測定データは、コンピュータ6に参照面校正データによって校正され、つなぎ合わせの処理を行った後に全面形状を出力する。   The measurement object 3 is moved in the longitudinal direction by the stage 5 to perform divided measurement. A plurality of pieces of divided measurement data obtained by the division measurement are calibrated by the computer 6 with reference plane calibration data, and after joining processing is performed, the entire shape is output.

参照面21を校正する参照面校正データを得るための工程においては、図2に示すように、円Mで示す干渉計測定範囲を越えている長尺な被測定物3の被測定面31をステージ5を用いて長手方向にステップ移動させ、原点位置である測定位置A、第1のシフト位置である測定位置B、第2のシフト位置である測定位置Cにおいて計測する。   In the process for obtaining the reference surface calibration data for calibrating the reference surface 21, as shown in FIG. 2, the measurement surface 31 of the long measurement object 3 that exceeds the interferometer measurement range indicated by the circle M is formed. The stage 5 is moved stepwise in the longitudinal direction, and measurement is performed at the measurement position A that is the origin position, the measurement position B that is the first shift position, and the measurement position C that is the second shift position.

まず、被測定物3の被測定面31の一部を測定位置Aで測定し、このとき得られた測定データをDA (j、k)とする。ただし、jおよびkは干渉計1に内蔵されているCCDカメラのアドレスを表すものとする。次にステージ5を駆動し、被測定物3を長手方向にシフトさせて測定位置Bまで移動させる。測定位置Bは測定位置Aに対して長手方向に微小なシフト量Δxだけ横シフトした位置関係にあり、このときステージ5の測定位置Aに対する相対姿勢変化(ピッチング、ヨーイング、ローリング)は充分に小さいので被測定物3の測定位置A、B間の相対姿勢変化も充分に小さい。測定位置Bで得られた測定データをDB (j、k)とする。なおΔxはCCDカメラの1ピクセルが測定する被測定面上の長さ以下である。 First, a part of the measurement surface 31 of the DUT 3 is measured at the measurement position A, and the measurement data obtained at this time is D A (j, k). However, j and k represent the addresses of the CCD cameras built in the interferometer 1. Next, the stage 5 is driven, and the DUT 3 is shifted in the longitudinal direction and moved to the measurement position B. The measurement position B has a positional relationship that is laterally shifted by a minute shift amount Δx in the longitudinal direction with respect to the measurement position A. At this time, the relative posture change (pitching, yawing, rolling) of the stage 5 with respect to the measurement position A is sufficiently small. Therefore, the relative posture change between the measurement positions A and B of the DUT 3 is sufficiently small. The measurement data obtained at the measurement position B is D B (j, k). Note that Δx is equal to or shorter than the length on the measurement surface measured by one pixel of the CCD camera.

次に被測定物3を測定位置Cまでステージ5を用いて長手方向に原点位置からSx だけシフトさせる。すなわち、測定位置Cは測定位置Aに対して充分に長手方向に離れている。測定位置Cで得られた測定データをDc (j、k)とする。また、CCDカメラの1ピクセルが測定する被測定面上の長さをpとしたときにSx とpの関係は式(13)で表せる。 Next, the object to be measured 3 is shifted by S x from the origin position in the longitudinal direction to the measurement position C using the stage 5. That is, the measurement position C is sufficiently separated from the measurement position A in the longitudinal direction. The measurement data obtained at the measurement position C is defined as D c (j, k). The relationship between Sx and p can be expressed by equation (13), where p is the length on the surface to be measured that is measured by one pixel of the CCD camera.

x =Np ・・・(13)
Nは任意の整数である。つまりSx はpの整数倍になるような量である。
S x = Np (13)
N is an arbitrary integer. That is, S x is an amount that is an integer multiple of p.

測定位置A、B、Cで得られた測定データDA (j、k)、DB (j、k)、Dc (j、k)の処理方法について説明する。まずjおよびkはCCDカメラのアドレスであるので、これを実座標xおよびyに変換する。 A method of processing the measurement data D A (j, k), D B (j, k), D c (j, k) obtained at the measurement positions A, B, and C will be described. First, since j and k are addresses of the CCD camera, they are converted into real coordinates x and y.

具体的には式(14)、式(15)に示す変換となる。   Specifically, the conversion is represented by the equations (14) and (15).

x=p(j−j0 ) ・・・(14)
y=p(k−k0 ) ・・・(15)
式(14)、式(15)においてj0 、k0 は実座標x、yの原点にあたるCCDカメラのアドレスを表す。今後測定データDA (j、k)、DB (j、k)、Dc (j、k)をDA (x、y)、DB (x、y)、Dc (x、y)と表現することとする。測定位置Aにおける測定データは、参照面の形状R(x、y)、被測定物の形状F(x、y)とすると式(16)のように書ける。
x = p (j−j 0 ) (14)
y = p (k−k 0 ) (15)
In equations (14) and (15), j 0 and k 0 represent the addresses of the CCD cameras corresponding to the origins of the real coordinates x and y. From now on, the measured data D A (j, k), D B (j, k), D c (j, k) are changed to D A (x, y), D B (x, y), D c (x, y). It will be expressed as The measurement data at the measurement position A can be written as shown in Expression (16) when the shape R (x, y) of the reference surface and the shape F (x, y) of the object to be measured are used.

A (x,y)=F(x,y)−R(x,y)+L0 +L1 x+L2
・・・(16)
ここにL0 、L1 、L2 は干渉計測のピストン、ティルト誤差を表す係数であり、L0 がピストン、L1 、L2 がティルト誤差を表している。これら干渉計測のピストン、ティルト誤差を測定データDA (j、k)から取り除くにはDA (x、y)をゼルニケ多項式にフィッティングすることにより係数L0 、L1 、L2 を算出して、その算出した係数にもとづいてピストン、ティルト誤差の影響を除去する。DA (x、y)からピストン、ティルト誤差の影響を除去したデータをE(x、y)と表記することとする。
D A (x, y) = F (x, y) −R (x, y) + L 0 + L 1 x + L 2 y
... (16)
Here, L 0 , L 1 , and L 2 are coefficients representing pistons and tilt errors in interference measurement, L 0 is a piston, and L 1 and L 2 are tilt errors. In order to remove these interference measurement piston and tilt errors from the measurement data D A (j, k), the coefficients L 0 , L 1 and L 2 are calculated by fitting D A (x, y) to the Zernike polynomial. Then, the influence of the piston and tilt error is removed based on the calculated coefficient. Data obtained by removing the influence of the piston and tilt error from D A (x, y) will be expressed as E (x, y).

同様に測定位置Bにおける測定データは式(17)のように表せる。   Similarly, the measurement data at the measurement position B can be expressed as Equation (17).

B (x、y)=Fe (x、y)−R(x、y)+L0 +L1 x+L2
・・・(17)
式(17)のFe (x、y)は微小量横シフトさせたときの被測定物の形状である。微小量の横シフトなのでピストン、ティルト誤差を表す係数L0 、L1 、L2 は式(16)と共通である。
D B (x, y) = F e (x, y) −R (x, y) + L 0 + L 1 x + L 2 y
... (17)
F e (x, y) in the equation (17) is the shape of the object to be measured when a small amount is laterally shifted. The coefficients L 0 , L 1 , and L 2 representing the piston and tilt errors are the same as those in the equation (16) because of the slight lateral shift.

次に測定位置Cでの測定データは測定位置Aに対して式(18)のように表せる。   Next, the measurement data at the measurement position C can be expressed by the equation (18) with respect to the measurement position A.

c (x+Sx 、y)=F(x+Sx 、y)−R(x、y)+L0e+L1ex+L2e
・・・(18)
式(18)中の括弧内は、被測定物をSx だけ長手方向にシフトさせたことを表す。
D c (x + S x , y) = F (x + S x , y) −R (x, y) + L 0e + L 1e x + L 2e y
... (18)
The parentheses in the equation (18) indicate that the object to be measured is shifted in the longitudinal direction by S x .

測定位置Aと測定位置Cが重複するエリアのデータをE(x、y)、DC (x、y)からそれぞれ抽出し、E0 (x、y)、DC0(x、y)と表記する。次にDC0(x、y)とE0 (x、y)を差分すると〔数19〕のようになる。 Data of the area where measurement position A and measurement position C overlap is extracted from E (x, y) and D C (x, y), respectively, and expressed as E 0 (x, y) and D C0 (x, y). To do. Next, the difference between D C0 (x, y) and E 0 (x, y) is as shown in [Equation 19].

1 (x、y)=F(x+Sx 、y)−F(x、y)+L0e+L1ex+L2e
・・・(19)
1 (x、y)はDC0(x、y)とE0 (x、y)を差分したデータである。このK1 (x、y)を多項式フィッティングすることにより測定位置Cでのピストン、ティルト誤差を表す係数L0e、L1e、L2eを算出してピストン、ティルト誤差の影響を除去する。K1 (x、y)からピストン、ティルト誤差を表すL0e、L1e、L2eの係数を算出するために式(21)の多項式H(x、y)にフィッティングする。
K 1 (x, y) = F (x + S x , y) −F (x, y) + L 0e + L 1e x + L 2e y
... (19)
K 1 (x, y) is data obtained by subtracting D C0 (x, y) and E 0 (x, y). The coefficients L 0e , L 1e , and L 2e representing the piston and tilt errors at the measurement position C are calculated by polynomial fitting of K 1 (x, y) to remove the influence of the piston and tilt errors. In order to calculate the coefficients of L 0e , L 1e , and L 2e representing piston and tilt errors from K 1 (x, y), fitting is performed to the polynomial H (x, y) in Equation (21).

Figure 2005345260
H(x、y)=T(x+Sx 、y)−T(x、y) ・・・(21)
Figure 2005345260
H (x, y) = T (x + S x , y) −T (x, y) (21)

1 (x、y)を式(21)の多項式でフィッティングしたときに得られる式(20)の係数aniのうちa10、a01をティルトを表す係数として分離する。ただし、x、yについて2次の成分(係数ani)については式(21)によるとティルト成分としてあらわれるため、R(x、y)の2次成分とティルト成分の分離ができない。 Of the coefficients a ni obtained by fitting K 1 (x, y) with the polynomial expression (21), a 10 and a 01 are separated as coefficients representing the tilt. However, since the secondary component (coefficient a ni ) for x and y appears as a tilt component according to the equation (21), the secondary component and the tilt component of R (x, y) cannot be separated.

そこでDA (j、k)とDB (j、k)を差分することにより次式を得る。
2 (x、y)=Fe (x、y)−F(x、y) ・・・(22)
さらにK2 (x、y)は式(23)のように近似することができる。
Therefore, the following equation is obtained by subtracting D A (j, k) and D B (j, k).
K 2 (x, y) = F e (x, y) −F (x, y) (22)
Furthermore, K 2 (x, y) can be approximated as shown in Equation (23).

Figure 2005345260
式(20)の多項式の係数aniでn=0、1、2以外の既知のaniを用いて
Figure 2005345260
Using a known a ni other than n = 0, 1, or 2 with the coefficient a ni of the polynomial in equation (20)

Figure 2005345260
を計算し、式(24)のU(x、y)を以下の式
(a20x+a21x+a02y)Δx ・・・(25)
でフィッティングすることにより形状の2次成分の係数a20、a21、a02を得ることができる。よってフィッティングにより得られた係数aniを式(20)に基づいて結合することにより被測定物の形状F(x、y)を式(26)のように計算することができる。
Figure 2005345260
And U (x, y) in the equation (24) is converted into the following equation (a 20 x + a 21 x + a 02 y) Δx (25)
The coefficients a 20 , a 21 , and a 02 of the secondary component of the shape can be obtained by fitting with. Therefore, the shape F (x, y) of the object to be measured can be calculated as in Expression (26) by combining the coefficients ani obtained by the fitting based on Expression (20).

Figure 2005345260
参照面の形状を得るには以下の式を用いる。
Figure 2005345260
The following formula is used to obtain the shape of the reference surface.

R(x、y)=E(x、y)−F(x、y) ・・・(27)
式(27)のR(x、y)をコンピュータ6に記憶しておき、測定データから記憶したR(x、y)を減算することにより干渉計測における参照面の校正をする。
R (x, y) = E (x, y) −F (x, y) (27)
R (x, y) of Expression (27) is stored in the computer 6, and the reference plane in the interference measurement is calibrated by subtracting the stored R (x, y) from the measurement data.

以上の手順は図1の装置においてはコンピュータ6の演算手段により実行される。コンピュータ6により実行されるプログラムの手順は以下の通りである。   The above procedure is executed by the computing means of the computer 6 in the apparatus of FIG. The procedure of the program executed by the computer 6 is as follows.

<ステップ1>
被測定面31の測定データDA を干渉計1で取得してメモリに保存する。
<Step 1>
Measurement data D A of the surface to be measured 31 is acquired by the interferometer 1 and stored in the memory.

<ステップ2>
取得した測定データDA から最小二乗法によりアライメント誤差であるピストン、ティルトの影響を除去する。ピストン、ティルトの影響を除去したデータをデータEとしてメモリに保存する。
<Step 2>
Acquired measured data D A piston is alignment error by the least square method from removing the influence of tilt. Data from which the influence of the piston and tilt is removed is stored as data E in the memory.

<ステップ3>
測定データDB および測定データDC をそれぞれ干渉計1を用いて取得する。ステージ5がコンピュータ6の制御下にあれば測定データDB 、DC を取得するための所定量駆動してから測定データDB および測定データDC を取得する。
<Step 3>
Obtained using respectively the interferometer 1 measurement data D B and the measured data D C. Stage 5 acquires the measured after driving a predetermined amount data D B and the measured data D C to get if under the control of the computer 6 the measurement data D B, and D C.

<ステップ4>
測定データEと測定データDC との重複エリアの差分データK1 を算出してメモリに保存する。重複エリアは測定データEおよび測定データDC を取得したときのステージの駆動量から求められる。
<Step 4>
It calculates the measured data E the difference data K 1 of the overlapping area between the measured data D C stored in the memory. Duplicate area is determined from the driving amount of the stage when the acquired measurement data E and measured data D C.

<ステップ5>
差分データK1 を式(21)の多項式にフィッティングして係数ani(n<10、i=0、1、2・・・、n)を求めて保存する。
<Step 5>
The difference data K 1 is fitted to the polynomial of the equation (21) to obtain the coefficients a ni (n <10, i = 0, 1, 2,..., N) and stored.

<ステップ6>
測定データEと測定データDB との重複エリアの差分データK2 を算出して保存する。重複エリアは測定データEおよび測定データDB を取得したときのステージの駆動量から求められる。
<Step 6>
Calculating a measurement data E and the measurement data D difference data K 2 overlapping area between B and store. Duplicate area is determined from the driving amount of the stage when the acquired measurement data E and measured data D B.

<ステップ7>
保存した係数aniのうちn=0、1、2以外の係数を用いて式(24)によりデータUを算出して保存する。
<Step 7>
The data U is calculated by the equation (24) using coefficients other than n = 0, 1, and 2 among the stored coefficients a ni and stored.

<ステップ8>
データUを平面式 式(25)にフィッティングして係数a20、a21、a02を算出して保存する。式(25)のΔxはステージの駆動量から求められる。
<Step 8>
The data U is fitted to the plane equation (25) to calculate the coefficients a 20 , a 21 and a 02 and store them. Δx in the equation (25) is obtained from the driving amount of the stage.

<ステップ9>
<ステップ5>および<ステップ8>で求めた係数aniを式(26)に代入して測定形状データFを算出して保存する。
<Step 9>
The measurement shape data F is calculated and stored by substituting the coefficient ani obtained in <Step 5> and <Step 8> into Equation (26).

<ステップ10>
参照面形状を取得するためにR=E−Fとして参照面校正データRを算出して保存する。干渉計の測定データを校正するには参照面校正データRをロードして測定データから減算することで校正可能である。
<Step 10>
In order to acquire the reference surface shape, the reference surface calibration data R is calculated and stored as R = EF. In order to calibrate the interferometer measurement data, the reference plane calibration data R can be loaded and subtracted from the measurement data.

長手方向に大きい被測定面を分割して計測する第2工程について説明する。例えば図3に示すように被測定面を3回に分割して測定する。干渉計の測定データは干渉計内部のCCDカメラにより取り込まれCCDカメラのCCD素子は2次元に等間隔で配列されているため、得られる測定データは2次元の配列データになっている。まず図3の領域αの測定を行い、取得した測定データを測定データαとする。領域αでは被測定面の中心と参照面の光軸中心が一致している。つぎにステージ5を用いて被測定面を被測定面の長手方向に−b移動させて領域βの測定を行う。得られた測定データを測定データβとする。同様にステージ5を用いて被測定面を+2b移動させて領域γを測定し、得られた測定データを測定データγとする。ここまでが被測定面を分割して測定する第2工程である。   The second step of dividing and measuring a large measurement surface in the longitudinal direction will be described. For example, as shown in FIG. 3, the surface to be measured is measured by dividing it into three times. The measurement data of the interferometer is taken in by the CCD camera inside the interferometer, and the CCD elements of the CCD camera are arranged two-dimensionally at equal intervals, so that the obtained measurement data is two-dimensional array data. First, the region α in FIG. 3 is measured, and the acquired measurement data is defined as measurement data α. In the region α, the center of the surface to be measured and the optical axis center of the reference surface coincide. Next, the region β is measured by moving the surface to be measured by −b in the longitudinal direction of the surface to be measured using the stage 5. The obtained measurement data is defined as measurement data β. Similarly, the stage 5 is moved + 2b using the stage 5 to measure the region γ, and the obtained measurement data is taken as measurement data γ. This is the second step in which the surface to be measured is divided and measured.

第1の工程で得られた参照面校正データRにより校正を行い、第2工程で得られた分割測定結果をつなぎ合わせて全面形状として出力する第3工程について説明する。第2工程で得られた測定データα、測定データβ、測定データγから第1工程で得られた参照面校正データRを減算したときのデータを次のように表す。   A third process will be described in which calibration is performed using the reference plane calibration data R obtained in the first process, and the divided measurement results obtained in the second process are connected and output as the entire shape. Data obtained by subtracting the reference plane calibration data R obtained in the first step from the measurement data α, measurement data β, and measurement data γ obtained in the second step is expressed as follows.

α(x、y)=Wg (x、y)+A0 +B0 x+C0 y ・・・(28)
β(x+b、y)=Wg (x−b、y)+A+B(x+b)+Cy
・・・(29)
γ(x−b、y)=Wg (x+b、y)+Ae +Be (x−b)+Ce
・・・(30)
W α (x, y) = W g (x, y) + A 0 + B 0 x + C 0 y (28)
W β (x + b, y) = W g (x−b, y) + A + B (x + b) + Cy
... (29)
(x−b, y) = W g (x + b, y) + A e + B e (x−b) + C e y
... (30)

g (x、y)は被測定面の形状、A0 、B0 、C0 は領域αを測定したときのピストン、ティルトを表す。同様にA、B、Cは領域βを測定したときのピストン、ティルトを表し、Ae 、Be 、Ce はγ領域を測定したときのピストン、ティルトを表す。まず、Wαからピストン、ティルトを除去するには第1工程と同様にWαをゼルニケ多項式にフィッティングして係数A0 、B0 、C0 を算出し、その係数にもとづいてピストン、ティルトを除去する。ピストン、ティルト除去後のWαを測定データα1とする。領域αと領域βの重複エリアにおいて測定データα1からWβを減算するとピストンとティルトのみになる。そこで最小二乗法を用いて平面式a+bx+cyにフィッティングして係数A、B、Cを求めることによりピストン、ティルトの除去を行いWβ(x+b、y)からWg (x−b、y)を分離する。Wβからピストン、ティルトを除去したデータを測定データβ1とする。領域γに対しても同様に領域αと領域γの重複する領域においてWγ(x、y)から測定データα1を減算し、最小二乗法を用いて平面式にフィッティングして係数Ae 、Be 、Ce を求めてWβ(x+b、y)からWg (x−b、y)を分離して測定データγ1とする。測定データα1、測定データβ1、測定データγ1をそれぞれの領域α、領域β、領域γの重複回数に応じて平均化して全面形状を出力する。 W g (x, y) represents the shape of the surface to be measured, and A 0 , B 0 , and C 0 represent the piston and tilt when the region α is measured. Similarly, A, B, and C represent the piston and tilt when the region β is measured, and A e , Be , and C e represent the piston and tilt when the γ region is measured. First, the piston from W alpha, calculates the coefficients A 0, B 0, C 0 to remove the tilt is by fitting the W alpha similarly to the first step in the Zernike polynomials, the piston on the basis of the coefficients, the tilt Remove. W α after removal of the piston and tilt is taken as measurement data α1. When W β is subtracted from the measurement data α1 in the overlapping area of the region α and the region β, only the piston and the tilt are obtained. Therefore, the piston and tilt are removed by fitting to the plane equation a + bx + cy using the least square method to obtain the coefficients A, B, and C, and W g (x−b, y) is separated from W β (x + b, y). To do. Data obtained by removing the piston and tilt from W β is defined as measurement data β1. Similarly, with respect to the region γ, the measurement data α1 is subtracted from W γ (x, y) in the region where the region α and the region γ overlap, and the coefficients A e and B are fitted to a plane equation using the least square method. e, and seeking C e W β (x + b , y) from the W g (x-b, y ) measured data γ1 to separate. The measurement data α1, measurement data β1, and measurement data γ1 are averaged according to the number of overlaps of each region α, region β, and region γ, and the entire shape is output.

以上の手順は図1の装置においてはコンピュータ6により実行される。コンピュータ6により実行されるプログラムの手順は以下のようになる。   The above procedure is executed by the computer 6 in the apparatus of FIG. The procedure of the program executed by the computer 6 is as follows.

<ステップ21>
被測定面5の領域αの測定データαを干渉計1から取得してコンピュータ6のメモリに保存する。さらにステージ5を所定量駆動して領域β、領域γをそれぞれ測定して測定データβ、測定データγを取得してコンピュータ6に保存する。
<Step 21>
Measurement data α of the region α of the surface to be measured 5 is acquired from the interferometer 1 and stored in the memory of the computer 6. Further, the stage 5 is driven by a predetermined amount to measure the region β and the region γ, respectively, to acquire the measurement data β and the measurement data γ and store them in the computer 6.

<ステップ22>
コンピュータ6に保存されている参照面校正データRをロードして測定データα、測定データβ、測定データγから参照面校正データRを減算して校正を行う。校正後のデータを測定データWα、測定データWβ、測定データWγとして保存する。
<Step 22>
The reference plane calibration data R stored in the computer 6 is loaded, and the calibration is performed by subtracting the reference plane calibration data R from the measurement data α, measurement data β, and measurement data γ. The calibrated data is stored as measurement data W α , measurement data W β , and measurement data W γ .

<ステップ23>
測定データWαをゼルニケ多項式にフィッティングして、ピストンおよびティルトの影響を除去する。ピストン、ティルトの除去を行ったデータを測定データα1として保存する。
<Step 23>
By fitting the measured data W alpha Zernike polynomials, to eliminate the influence of the piston and tilt. Data obtained by removing the piston and tilt is stored as measurement data α1.

<ステップ24>
測定データα1と測定データWβとの重複エリアの差分の値をM1 、また測定データα1と測定データWγとの重複エリアの差分の値M2 を算出する。それぞれの重複エリアの差分のデータM1 、M2 を平面にフィッティングすることにより式(29)および式(30)のピストン、ティルトを表す係数A、B、CおよびAe 、Be 、Ce を算出する。それらの係数をもとに測定データWβと測定データWγとのピストン、ティルトの影響を除去する。ピストン、ティルトの影響を除去した測定データをそれぞれ測定データβ1、測定データγ1として保存する。
<Step 24>
The difference value of the overlapping area between the measurement data α1 and measurement data W β M 1, also calculates the value M 2 of the difference between the overlapping areas between the measurement data α1 and measurement data W gamma. By fitting the difference data M 1 and M 2 of each overlapping area to a plane, the coefficients A, B, C and A e , B e , C e representing the piston and tilt of the equations (29) and (30). Is calculated. Piston Based on those coefficients and the measurement data W beta and measurement data W gamma, to remove the effects of tilt. The measurement data from which the influence of the piston and tilt is removed is stored as measurement data β1 and measurement data γ1, respectively.

<ステップ25>
測定データα1、β1、γ1を領域α、領域β、領域γの重複回数に応じて平均化して全面形状としてデータを保存するとともに、コンピュータ6のディスプレイに表示するなどして出力する。
<Step 25>
The measurement data α1, β1, and γ1 are averaged according to the number of overlaps of the region α, the region β, and the region γ, and the data is stored as the entire shape, and is displayed on the display of the computer 6 and output.

一実施の形態による干渉計測装置の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the interference measuring device by one Embodiment. 参照面校正データを得るための被測定物の測定位置を示す図である。It is a figure which shows the measurement position of the to-be-measured object for obtaining reference plane calibration data. 被測定面の分割測定方法を示す図である。It is a figure which shows the division | segmentation measuring method of the to-be-measured surface. 従来技術による参照面校正方法を説明する図である。It is a figure explaining the reference plane calibration method by a prior art. 参照面の形状により分割測定したデータのつなぎ合わせの誤差が発生することを説明する図である。It is a figure explaining that the difference | error of the joining of the data dividedly measured by the shape of a reference surface generate | occur | produces.

符号の説明Explanation of symbols

1 干渉計
2 参照平面板
3 被測定物
4 微小駆動機構
5 ステージ
6 コンピュータ
21 参照面
31 被測定面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Interferometer 2 Reference plane board 3 Object to be measured 4 Micro drive mechanism 5 Stage 6 Computer 21 Reference surface 31 Surface to be measured

Claims (3)

長尺な被測定面の表面形状を参照面との間の光路差によって計測する平面干渉計測方法であって、
被測定面を長手方向に所定の原点位置から異なるシフト量で第1および第2のシフト位置へステップ移動させ、前記原点位置および各シフト位置においてそれぞれ得られた被測定面の測定データを用いて参照面の全面形状を分離し参照面校正データを演算する第1の工程と、
被測定面を長手方向に分割して参照面に対向させ光路差による複数の分割測定データを得る第2の工程と、
複数の分割測定データをそれぞれ参照面校正データによって校正し、長手方向につなぎ合わせて被測定面の全面形状を表す形状データを得る第3の工程と、を有することを特徴とする平面干渉計測方法。
A plane interference measurement method for measuring a surface shape of a long measurement surface by an optical path difference from a reference surface,
The surface to be measured is stepped in the longitudinal direction from a predetermined origin position to the first and second shift positions with different shift amounts, and measurement data of the surface to be measured obtained at the origin position and each shift position is used. A first step of separating the entire shape of the reference surface and calculating reference surface calibration data;
A second step of dividing the surface to be measured in the longitudinal direction and facing the reference surface to obtain a plurality of divided measurement data based on optical path differences;
A third step of calibrating a plurality of divided measurement data with reference plane calibration data and obtaining shape data representing the entire shape of the surface to be measured by connecting them in the longitudinal direction, and a plane interference measurement method comprising: .
前記第1の工程において、第1および第2のシフト位置において得られる被測定面の測定データのうち、一方の測定データから参照面の全面形状のうちの2次形状のみを分離し、さらに他方の測定データから参照面の全面形状のうちの3次以上の形状を分離することを特徴とする請求項1記載の平面干渉計測方法。   In the first step, out of the measurement data of the measured surface obtained at the first and second shift positions, only the secondary shape of the entire shape of the reference surface is separated from one measurement data, and the other The planar interference measurement method according to claim 1, wherein a third-order or higher shape of the entire shape of the reference surface is separated from the measurement data. 被測定物を支持するステージと、前記ステージを少なくとも長手方向へ移動させる駆動手段と、前記被測定物の被測定面に対向する参照面と前記被測定面の間の光路差を計測する干渉計と、前記参照面の全面形状を校正する参照面校正データを保存し、前記干渉計の測定データを前記参照面校正データによって補正する演算手段を有し、前記参照面校正データが、前記ステージを前記長手方向に所定の原点位置から異なるシフト量で第1および第2のシフト位置へステップ移動させ、各位置において得られた前記干渉計の測定データを用いて演算されたことを特徴とする平面干渉計測装置。   A stage for supporting the object to be measured, a driving means for moving the stage at least in the longitudinal direction, and an interferometer for measuring an optical path difference between the reference surface facing the surface to be measured of the object to be measured and the surface to be measured Storing reference surface calibration data for calibrating the entire shape of the reference surface, and calculating means for correcting the measurement data of the interferometer with the reference surface calibration data. A plane obtained by step-shifting from the predetermined origin position to the first and second shift positions in the longitudinal direction with different shift amounts, and using the interferometer measurement data obtained at each position. Interference measurement device.
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